Dans le contexte d’une transition énergétique mondiale accélérée, l’industrie photovoltaïque (PV), en tant que pilier essentiel de l’énergie propre, progresse vers une efficacité de conversion plus élevée et des coûts de fabrication inférieurs. Tirant parti d'avantages tels qu'une haute précision, de faibles pertes et un traitement flexible, les machines de découpe laser ont été profondément intégrées dans l'ensemble de la chaîne industrielle de fabrication de cellules photovoltaïques, d'emballage de modules et de recyclage. Ils sont devenus des équipements clés qui stimulent l’itération des technologies photovoltaïques et l’amélioration des capacités, leurs innovations technologiques influençant directement les performances et l’économie des produits photovoltaïques.
I. Supprimer le goulot d'étranglement de la découpe cellulaire pour faciliter la mise en œuvre de technologies cellulaires à haute -efficacité
Les cellules photovoltaïques sont les principales unités de production d'énergie-des modules photovoltaïques, et leur précision de coupe et leur efficacité déterminent directement l'efficacité de la production d'électricité et les coûts de fabrication des modules. La découpe mécanique traditionnelle est confrontée à des problèmes tels qu'une perte de coupe élevée et l'apparition facile d'écailles et de fissures sur les bords. En revanche, les machines de découpe laser, grâce à des innovations dans différentes longueurs d'onde et processus de découpe, fournissent un support clé pour la mise en œuvre de technologies cellulaires à haut-efficacité.
Dans le traitement des cellules PERC (Passivated Emitter and Rear Cell), la découpe laser résout les problèmes de découpe des cellules « demi-coupées » et « troisième-coupées ». En utilisant des lasers à fibre de longueurs d'onde spécifiques combinés à des galvanomètres à balayage à grande vitesse, il est possible d'obtenir un traitement de joints de coupe étroits et la vitesse de coupe est considérablement augmentée. Dans le même temps, la zone affectée thermiquement-de la découpe laser est contrôlée dans une plage extrêmement petite, évitant ainsi efficacement la fissuration des cellules, ce qui améliore la puissance des modules PERC à moitié coupés-et réduit le taux d'atténuation. Après que les principales entreprises photovoltaïques ont introduit la découpe laser, le rendement de production et le contrôle des coûts des cellules PERC ont été considérablement améliorés.
Pour les cellules à haute efficacité-de nouvelle-génération telles que HJT (hétérojonction) et TOPCon (tunnel oxyde passivé contact), les machines de découpe laser constituent un équipement de base encore plus indispensable. Les cellules HJT sont fabriquées à l'aide de processus à basse -température, et la découpe traditionnelle provoque facilement le pelage de fines couches de film.
Cependant, les lasers ultraviolets, grâce à leurs caractéristiques de « traitement à froid », peuvent réaliser une découpe sans dommage thermique, aidant ainsi les cellules HJT à améliorer la tension en circuit ouvert et l'efficacité de conversion. La couche de polysilicium des cellules TOPCon est relativement fine ; La technologie de découpe laser furtive forme une couche modifiée à l'intérieur de la cellule pour obtenir une séparation sans stress-, réduisant considérablement le taux de perte de coupe et améliorant l'économie de production de masse-des cellules TOPCon.
II. Optimisation des processus d'emballage des modules pour améliorer la fiabilité et la durée de vie des modules photovoltaïques
Le processus d'emballage des modules photovoltaïques nécessite l'assemblage précis des cellules, du verre, des feuilles de fond et d'autres matériaux. Grâce à un traitement raffiné, les machines de découpe laser résolvent des problèmes tels que les écarts dimensionnels et les dommages aux bords dans les processus d'emballage traditionnels, améliorant ainsi considérablement la fiabilité et la durée de vie à long terme des modules.
Lors du traitement des cadres de modules, les machines de découpe laser réalisent la découpe et le perçage intégrés de haute-précision des cadres en alliage d'aluminium. Les méthodes de sciage traditionnelles entraînent d'importantes erreurs dimensionnelles des cadres, qui conduisent facilement à des espaces d'installation inégaux des modules. En revanche, la découpe laser offre une précision dimensionnelle plus élevée ; combiné à des systèmes de positionnement automatique, il minimise l'écart des positions de perçage, améliorant l'ajustement entre les cadres et le verre et réduisant efficacement le risque de pénétration de l'eau de pluie. Parallèlement, la rugosité des bords des cadres en alliage d'aluminium découpés au laser est meilleure, éliminant ainsi le besoin de processus de meulage ultérieurs, augmentant l'efficacité de la production et réduisant la génération de déchets métalliques.
La découpe de la feuille arrière est un autre maillon clé du conditionnement des modules. En tant que couche protectrice des modules, les feuilles de fond doivent avoir une excellente résistance aux intempéries et une excellente isolation. La découpe mécanique traditionnelle provoque facilement des défauts tels que le délaminage et la déchirure des feuilles arrière, affectant la durée de vie des modules. Les machines de découpe laser utilisent des lasers à fibre avec une puissance réglable et ajustent automatiquement les paramètres de découpe en fonction du matériau de la feuille de support, permettant ainsi une découpe sans bavure-et sans délaminage-. La résistance au vieillissement des bords coupés est conforme à celle du matériau d’origine. Les tests effectués par les fabricants de modules montrent que les feuilles de fond découpées au laser ne présentent aucune fissure lors des tests de cycles de températures extrêmes, prolongeant ainsi la durée de vie attendue des modules.
De plus, lors du processus de découpe des boîtes de jonction photovoltaïques, les machines de découpe laser peuvent réaliser le perçage de précision et la découpe des contours des boîtiers en plastique. La précision de perçage plus élevée garantit une correspondance précise entre les bornes et les boîtiers, réduisant ainsi la résistance de contact et la perte de chaleur, ce qui réduit la perte de puissance des boîtes de jonction et améliore encore l'efficacité globale de production d'énergie des modules.
III. Favoriser le recyclage des déchets photovoltaïques pour promouvoir le développement circulaire vert de l’industrie
Alors que le premier lot de modules photovoltaïques entre progressivement dans la phase de retraite, le recyclage des déchets photovoltaïques est devenu un enjeu important pour le développement durable de l'industrie. S'appuyant sur l'avantage du traitement sans-contact, les machines de découpe laser peuvent réaliser une séparation et un recyclage efficaces du verre, des métaux et des matériaux en silicium dans les modules photovoltaïques, réduisant ainsi les coûts de recyclage et favorisant la formation d'un système circulaire vert dans l'industrie photovoltaïque.
Lors du recyclage du verre provenant de modules retirés du service, les méthodes de concassage traditionnelles brisent facilement le verre en petits morceaux, et le film adhésif fixé à la surface est difficile à éliminer complètement, ce qui entraîne une faible efficacité de recyclage. La technologie de découpe laser utilise des lasers de longueurs d'onde spécifiques pour chauffer le film adhésif, le ramollir et le décoller. Dans le même temps, des lasers de faible-puissance sont utilisés pour découper le long des bords des modules, réalisant ainsi la séparation non-destructive des cadres en verre et en aluminium.
Cela améliore considérablement le taux de recyclage du verre et la transmission lumineuse du verre recyclé présente peu de différence par rapport à celle du verre neuf, ce qui lui permet d'être directement utilisé dans la production de nouveaux modules. Les pratiques des entreprises de recyclage montrent qu'après l'adoption de la technologie de recyclage par découpe laser, les bénéfices du recyclage du verre provenant de modules retirés du service augmentent et le cycle de recyclage est raccourci.
Pour le recyclage des matériaux en silicium issus des cellules retirées, les machines de découpe laser jouent un rôle clé. En utilisant des lasers ultraviolets pour décoller couche par couche la pâte d'argent, les électrodes et les couches minces de la surface de la cellule, le recyclage complet des plaquettes de silicium peut être réalisé et la pureté des matériaux de silicium recyclés répond aux normes des matériaux de silicium de qualité PV-.
Les méthodes traditionnelles de pelage chimique produisent une grande quantité d'eaux usées acides-basiques, tandis que les processus de recyclage au laser ne génèrent aucune émission de polluants, ce qui réduit la quantité de traitement des eaux usées lors du recyclage des matériaux en silicium. Les données montrent que lorsque des matériaux en silicium recyclé sont utilisés dans la fabrication de nouvelles cellules, leur efficacité de conversion diffère peu de celle des matériaux en silicium vierge et leur coût est réduit, offrant ainsi une solution économiquement réalisable pour l'utilisation circulaire des matériaux en silicium photovoltaïque.
Dans le même temps, les machines de découpe laser peuvent également séparer et couper avec précision les cadres en aluminium et les fils de cuivre dans les modules retirés. Le taux de recyclage des métaux est relativement élevé et les métaux coupés peuvent être directement envoyés aux aciéries pour être refondus, réduisant ainsi le gaspillage de ressources métalliques et encourageant l'industrie photovoltaïque à atteindre un développement vert complet-du cycle de vie couvrant "la fabrication - l'utilisation - le recyclage".
IV. Piloter l'itération technologique pour mener l'industrie photovoltaïque en matière de réduction des coûts et d'amélioration de l'efficacité
Les innovations continues dans la technologie de découpe laser repoussent constamment les limites de traitement de l'industrie photovoltaïque. De l'intelligence des équipements à l'intégration des processus, ils poussent l'industrie photovoltaïque à réduire ses coûts et à améliorer son efficacité, donnant ainsi une impulsion au développement à grande échelle de l'industrie.
En termes d'intelligence des équipements, les machines de découpe laser sont profondément intégrées aux technologies d'IA et de vision industrielle pour permettre un traitement automatisé complet des processus.
Les caméras à balayage linéaire-haute résolution-collectent des images de cellules en temps réel, et les algorithmes d'IA identifient automatiquement les défauts des cellules et planifient des chemins de coupe optimaux, réduisant ainsi considérablement le temps de débogage des paramètres. Pendant ce temps, les systèmes de découpe adaptatifs équipés dans l'équipement peuvent ajuster automatiquement la puissance du laser et la vitesse de découpe en fonction de l'épaisseur des cellules, améliorant ainsi l'efficacité de commutation des cellules de différentes spécifications et répondant aux besoins de production multi-variétés et de grands- lots dans l'industrie photovoltaïque.
L'intégration des processus est une autre direction de développement importante de la technologie de découpe laser. Les machines de découpe laser de nouvelle-génération peuvent intégrer plusieurs processus tels que la découpe, le chanfreinage et le perçage, réalisant ainsi un "serrage unique-et un traitement multi-processus". Cela réduit le nombre d’opérations de manipulation des cellules, réduisant ainsi le risque de dommages.
Par exemple, dans le traitement des cellules HJT, l'équipement laser peut effectuer la découpe des cellules, le chanfreinage des bords et le perçage des électrodes en une seule fois, améliorant ainsi l'efficacité du traitement et réduisant l'espace au sol de l'équipement, ce qui réduit considérablement les coûts d'investissement des entreprises dans les ateliers et les équipements.
De plus, la consommation d'énergie des machines de découpe laser continue de diminuer, favorisant ainsi la fabrication verte dans l'industrie photovoltaïque.
L'adoption de nouveaux lasers à fibre entraîne une efficacité de conversion électro-électrooptique plus élevée, réduisant ainsi la consommation d'énergie par rapport aux lasers traditionnels et permettant de réaliser d'importantes économies d'électricité dans le processus de traitement des cellules. Dans le même temps, la technologie de traitement des fluides sans coupe adoptée par l'équipement réduit la quantité de déchets dangereux traités, conformément à la tendance de développement à faible émission de carbone de l'industrie photovoltaïque.
--Rayther Laser Jack Soleil--